触控基板及其制作方法、触摸屏与流程

本发明一般涉及显示技术领域。更具体地，本发明涉及一种触控基板、包括所述触控基板的触摸屏，以及用于制作所述触控基板的方法。

背景技术：

触摸屏的出现大大地丰富了显示装置的功能，并且带来了众多新颖的应用。常见的电容式触摸屏具有定位精确灵敏、触摸手感良好和使用寿命长等优点，因此已经在触控显示领域中被广泛应用。根据触控基板在触摸屏中的位置，触摸屏通常分为一体化触控（oneglasssolution，ogs）触摸屏、外置式（on-cell）触摸屏和内置式（in-cell）触摸屏。在ogs触摸屏中，触控基板集成在保护基板（coverplate）上，并且该保护基板与显示面板贴合。在on-cell触摸屏中，触控基板设置在液晶盒（cell）的外表面，例如彩膜基板的远离触控基板的表面。在in-cell触摸屏中，触控基板设置在液晶盒内部，例如彩膜基板与液晶层之间。

技术实现要素：

本发明实施例旨在提供一种改进的触控基板及其制作方法、触摸屏。

典型地，触控基板包括兼具显示功能和触控功能的显示区和在显示区外围的非显示区，其中触控电极设置在触控基板的显示区中，并且与触控电极电气连接以用于将触控电极所感测到的触摸信号传递到分析芯片的触控信号线设置在非显示区中。提供显示信号的栅极信号线和源漏极信号线在触控基板的显示区和非显示区二者中延伸。一般地，在显示区中，栅极信号线和源漏极信号线延伸方向相互交叉，以便实现显示区中的像素阵列的逐行扫描。而在非显示区中，栅极信号线和源漏极信号线的延伸方向平行，并且这二者在衬底上的正投影至少部分重叠。这是因为，为了保证触控基板与上方基板的贴合效果，非显示区中的封框胶需要经过uv光照射，而栅极信号线和源漏极信号线通常是不透光的，因此为了尽可能增大uv光的透过率以便保证贴合效果，将栅极信号线和源漏极信号线设置成使得二者在衬底上的正投影至少部分重叠。

然而，发明人认识到，由于在非显示区中，触控信号线在衬底上的正投影通常与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影交叉，因此当栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影至少部分重叠时，触控信号线在从非交叉区域过渡到交叉区域中时会出现较大的段差，并且反之亦然。这样的较大段差将导致触控信号线出现交叉断线，从而影响触控基板的正常工作。

相应地，根据本发明的一方面，提供了一种触控基板，包括显示区以及显示区外围的非显示区。触控基板的非显示区包括衬底、设置在衬底上的栅极信号线、设置在栅极信号线上方并且与栅极信号线电气绝缘的源漏极信号线以及设置在源漏极信号线上方并且与源漏极信号线电气绝缘的触控信号线。栅极信号线在与自身的延伸方向垂直的方向上具有相对的第一侧和第二侧。在触控基板的非显示区中，触控信号线在衬底上的正投影分别与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影交叉。在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域，源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影。

如本文所使用的，栅极信号线的“第一侧”和“第二侧”可以分别是指垂直于栅极信号线所在平面的侧面，但是也可以更一般地分别是指与栅极信号线所在平面成锐角的侧面。表述“源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影”意味着源漏极信号线在衬底上的正投影仅覆盖栅极信号线的第一侧在衬底上的正投影，或者仅覆盖栅极信号线的第二侧在衬底上的正投影，或者不覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的任一个在衬底上的正投影。在实践中，由于栅极信号线和源漏极信号线通常由不透光的材料制成，因此为了尽可能增大uv光的透过率以便保证贴合效果，将栅极信号线和源漏极信号线设置成使得二者在衬底上的正投影至少部分重叠。

在本文所公开的触控基板中，通过使得在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域中，源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影，能够降低触控信号线在该交叉区域与非交叉区域之间的段差，从而避免或至少减少触控信号线的交叉断线，改进触控基板的可靠性，而同时仍旧实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。而且，降低段差有助于降低成膜工艺的难度和风险，减小布线由于爬坡引起的不良，例如布线的断路或者位于不同层的布线之间的短路。此外，小的段差有助于避免划伤以及与静电放电有关的不良，从而提高产品良率。

根据一些实施例，在非显示区中，栅极信号线与源漏极信号线的延伸方向平行。在触控基板的显示区中，栅极信号线与源漏极信号线一般交叉设置，但是在触控基板的非显示区中，使得栅极信号线与源漏极信号线的延伸方向平行，可以简化外围控制电路与栅极信号线和源漏极信号线二者的电气连接，降低非显示区的布线复杂度，而同时实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。

根据一些实施例，在非显示区的除交叉区域之外的区域，栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影相互重叠。如以上所指出的，当栅极信号线和源漏极信号线在触控基板上的正投影相互重叠时，可以最大化非显示区的透光面积，进而增强触控基板与上方基板的贴合效果。而且，从制作的角度来看，当栅极信号线和源漏极信号线在触控基板上的正投影相互重叠时，栅极信号线和源漏极信号线可以通过相同图案的掩模板来制作，进而降低制造的复杂度。

根据一些实施例，在交叉区域，栅极信号线在与栅极信号线的延伸方向垂直的方向上相对于源漏极信号线偏移。例如，在非显示区的除交叉区域之外的区域，栅极信号线沿栅极信号线的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域，栅极信号线具有侧向突出部。或者例如，在非显示区的除交叉区域之外的区域，源漏极信号线沿源漏极信号线的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域，源漏极信号线具有侧向突出部。再或者例如，在非显示区的除交叉区域之外的区域，栅极信号线和源漏极信号线沿其自身的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域，栅极信号线和源漏极信号线分别具有突出方向相反的侧向突出部。

如本文所使用的，术语“侧向突出部”是指相应信号线在与其延伸方向垂直的方向上的突出部分。本领域技术人员将容易理解到，无论是栅极信号线还是源漏极信号线具有侧向突出部，都可以使得栅极信号线在与栅极信号线的延伸方向垂直的方向上相对于源漏极信号线偏移。

根据一些实施例，上述偏移的大小为栅极信号线的宽度的至少20%。

根据一些实施例，栅极信号线与源漏极信号线的宽度相同。

根据一些实施例，所述非显示区还包括：设置在栅极信号线与源漏极信号线之间的栅极绝缘层，其中栅极信号线和源漏极信号线通过栅极绝缘层与彼此电气绝缘；设置在源漏极信号线与触控信号线之间的第一钝化层，其中源漏极信号线和触控信号线通过第一钝化层与彼此电气绝缘；以及设置在触控信号线上的第二钝化层。第二钝化层起到保护触控基板的作用。

根据一些实施例，所述显示区也包括所述衬底。并且所述显示区还包括设置在衬底上的栅金属层；设置在栅金属层上的栅极绝缘层；设置在栅极绝缘层上的有源层和像素电极层；设置在有源层上的源漏金属层；设置在源漏金属层上的第一钝化层；设置在第一钝化层上的第二钝化层；设置在第二钝化层上的触控电极。栅金属层与栅极信号线同层设置，源漏金属层与源漏极信号线同层设置，并且触控电极与触控信号线电气连接，以用于将触控电极所感测到的触摸信号传递到分析芯片。

根据一些实施例，触控电极包括透明导电材料，并且第一钝化层和第二钝化层包括透明绝缘材料。触控电极的材料例如可以为透明金属、透明金属合金、透明金属氧化物、碳纳米管和石墨烯。第一钝化层和第二钝化层的材料例如可以为诸如氧化硅（sio2）、氮化硅（sinx）、氮氧化硅（sioxny）之类的无机材料，或者诸如树脂之类的有机材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种触摸屏，包括上述任一种触控基板。在这样的触摸屏中，通过使得在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域中，源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影，能够降低触控信号线在该交叉区域与非交叉区域之间的段差，从而避免或至少减少触控信号线的交叉断线，改进触控基板的可靠性，而同时仍旧实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。而且，降低段差有助于降低成膜工艺的难度和风险，减小布线由于爬坡引起的不良，例如布线的断路或者位于不同层的布线之间的短路。此外，小的段差有助于避免划伤以及与静电放电有关的不良，从而提高产品良率。

根据本发明的又一方面，提供了一种触控基板的制作方法，包括形成显示区和显示区外围的非显示区的步骤。形成非显示区包括以下步骤：在衬底上形成栅极信号线，栅极信号线在与栅极信号线的延伸方向垂直的方向上具有相对的第一侧和第二侧；在栅极信号线上方形成与栅极信号线电气绝缘的源漏极信号线；在源漏极信号线上方形成与源漏极信号线电气绝缘的触控信号线。触控信号线在衬底上的正投影分别与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影交叉。在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域，源漏极信号线在衬底的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影。

在通过上述方法制得的触控基板中，通过使得在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域中，源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影，能够降低触控信号线在该交叉区域与非交叉区域之间的段差，从而避免或至少减少触控信号线的交叉断线，改进触控基板的可靠性，而同时仍旧实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。而且，降低段差有助于降低成膜工艺的难度和风险，减小布线由于爬坡引起的不良，例如布线的断路或者位于不同层的布线之间的短路。此外，小的段差有助于避免划伤以及与静电放电有关的不良，从而提高产品良率。

根据一些实施例，形成栅极信号线的步骤包括以下步骤：在衬底上沉积栅金属层；在栅金属层上涂覆光致抗蚀剂，通过曝光和显影形成光致抗蚀剂图案；以及以光致抗蚀剂图案为掩模，通过湿法蚀刻在衬底上形成栅极信号线的图案。

根据一些实施例，栅极信号线、源漏极信号线和触控信号线由铝或钼制成。

应理解，以上的一般描述和下文的细节描述仅是示例性和解释性的，并非旨在以任何方式限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1示意性地图示了现有技术触控基板的非显示区的截面视图。

图2是图示了触控信号线的交叉断线的扫描电子显微镜图像。

图3a-3b示意性地图示了根据本发明的实施例的触控基板的非显示区的截面视图。

图4a-4c是示意性地图示了根据本发明的实施例的非显示区中的栅极信号线和源漏极信号线的布置的顶视图。

图5示意性地图示了根据本发明的实施例的触控基板的截面视图，其中示出触控基板的显示区和非显示区。

图6为根据本发明的实施例的用于制作触控基板的方法的流程图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域普通技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述。

图1示意性地图示了现有技术触控基板的非显示区的截面视图。如图1所示，非显示区包括衬底100、设置在衬底100上的栅极信号线102、设置在栅极信号线102上的栅极绝缘层104、设置在栅极绝缘层104上的源漏极信号线106、设置在源漏极信号线106上的第一钝化层108以及设置在第一钝化层108上的触控信号线110。如以上所陈述的，并且如图1中所示的，栅极信号线102和源漏极信号线106在衬底100上的正投影至少部分重叠以便保证触控基板和上方基板之间的贴合效果。然而，这潜在地增大了触控信号线110在非交叉区域与交叉区域之间的段差。这样的较大段差将导致触控信号线110出现交叉断线，增加成膜工艺的难度和风险，增加布线由于爬坡引起的不良，进而影响触控基板的正常工作。参照作为触控信号线的交叉断线的扫描电子显微镜图像的图2，其中横向条带为触控信号线110，并且纵向条带为源漏极信号线106。从图2中可以清楚地看到，在触控信号线110中存在明显的交叉断线问题。

针对以上问题，本发明的实施例提供了一种触控基板，包括显示区以及显示区外围的非显示区。图3a-3b示意性地图示了根据本发明的实施例的触控基板的非显示区的截面视图。如图3a-3b所示，触控基板的非显示区包括衬底300、设置在衬底300上的栅极信号线302、设置在栅极信号线302上方并且与栅极信号线302电气绝缘的源漏极信号线306以及设置在源漏极信号线306上方并且与源漏极信号线306电气绝缘的触控信号线310。触控基板的非显示区还包括设置在栅极信号线302与源漏极信号线306之间的栅极绝缘层304，其中栅极信号线302和源漏极信号线306通过栅极绝缘层304与彼此电气绝缘；设置在源漏极信号线306与触控信号线310之间的第一钝化层308，其中源漏极信号线306和触控信号线310通过第一钝化层308与彼此电气绝缘；以及设置在触控信号线310上的第二钝化层（在图3a-3b中未示出）。栅极信号线302在与自身的延伸方向垂直的方向（即在图3a-3b的取向中，水平方向）上具有相对的第一侧s1和第二侧s2。在触控基板的非显示区中，触控信号线310在衬底300上的正投影分别与栅极信号线302和源漏极信号线306在衬底300上的正投影交叉。在触控信号线310在衬底300上的正投影与栅极信号线302和源漏极信号线306在衬底300上的正投影的交叉区域，源漏极信号线306在衬底300上的正投影至多覆盖栅极信号线302的第一侧s1和第二侧s2中的一个在衬底300上的正投影。例如，如图3a所示，源漏极信号线306在衬底300上的正投影仅覆盖栅极信号线302的第二侧s2在衬底300上的正投影。当然，源漏极信号线306在衬底300上的正投影也可以仅覆盖栅极信号线302的第一侧s1在衬底300上的正投影。或者，源漏极信号线306在衬底300上的正投影不覆盖栅极信号线302的第一侧s1和第二侧s2中的任何一个在衬底300上的正投影，如图3b所示。

在如图3a-3b所述的触控基板中，通过使得在触控信号线310在衬底300上的正投影与栅极信号线302和源漏极信号线306在衬底300上的正投影的交叉区域中，源漏极信号线306在衬底300上的正投影至多覆盖栅极信号线302的第一侧s1和第二侧s2中的一个在衬底300上的正投影，能够降低触控信号线310在该交叉区域与非交叉区域之间的段差，从而避免或至少减少触控信号线310的交叉断线，改进触控基板的可靠性，而同时仍旧实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。而且，降低段差有助于降低成膜工艺的难度和风险，减小布线由于爬坡引起的不良，例如布线的断路或者位于不同层的布线之间的短路。此外，小的段差有助于避免划伤以及与静电放电有关的不良，从而提高产品良率。

图4a-4c是示意性地图示了根据本发明的实施例的非显示区中的栅极信号线和源漏极信号线的布置的顶视图。在图4a-4c中，为了简化和清楚起见，省略了非显示区的其它结构，而仅示出栅极信号线和源漏极信号线的布置。如图4a-4c所示，在非显示区400中，栅极信号线402与源漏极信号线406的延伸方向平行。需要指出的是，由于栅极信号线402设置在源漏极信号线406的下方，因此以虚线示出，而源漏极信号线406以实线示出。在非显示区400的除交叉区域420（以点线框示出）之外的区域430，栅极信号线402和源漏极信号线406在衬底上的正投影相互重叠。在交叉区域420中，栅极信号线402在与栅极信号线402的延伸方向垂直的方向（即在图4a的取向中，水平方向）上相对于源漏极信号线406偏移。

具体地，如图4a中所示，在非显示区400的除交叉区域420之外的区域430，栅极信号线402沿栅极信号线402的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域420，栅极信号线402具有侧向突出部p1。

可替换地，如图4b中所示，在非显示区400的除交叉区域420之外的区域430，源漏极信号线406沿源漏极信号线406的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域420，源漏极信号线406具有侧向突出部p2。

可替换地，如图4c中所示，在非显示区400的除交叉区域420之外的区域430，栅极信号线402和源漏极信号线406沿其自身的延伸方向是笔直的，并且在交叉区域420，栅极信号线402和源漏极信号线406分别具有突出方向相反的侧向突出部p1和p2。

应当指出并且如本领域技术人员将容易领会到的，尽管图4a和图4b示出向左偏移的侧向突出部，但是侧向突出部也可以向右偏移。而且，侧向突出部不限于图4a-4c中所示的矩形形状，而是可以采取在工艺上可实现的任何形状，诸如半圆形、梯形等。

在具体实践中，上述偏移的大小可以为栅极信号线的宽度的至少20%，并且栅极信号线与源漏极信号线的宽度可以相同。

图5示意性地图示了根据本发明的实施例的触控基板的截面视图，其中包括触控基板的显示区（在虚线左侧示出）和非显示区（在虚线右侧示出）。

与图3a-3b类似地，非显示区包括衬底500、设置在衬底500上的栅极信号线502、设置在栅极信号线502上方并且与栅极信号线502电气绝缘的源漏极信号线506以及设置在源漏极信号线506上方并且与源漏极信号线506电气绝缘的触控信号线510。非显示区还包括设置在栅极信号线502与源漏极信号线506之间的栅极绝缘层504，其中栅极信号线502和源漏极信号线506通过栅极绝缘层504与彼此电气绝缘；设置在源漏极信号线506与触控信号线510之间的第一钝化层508，其中源漏极信号线506和触控信号线510通过第一钝化层508与彼此电气绝缘；以及设置在触控信号线510上的第二钝化层512以用于保护触控基板。

与非显示区类似地，显示区也包括衬底500、设置在衬底500上方的栅极绝缘层504、设置在栅极绝缘层504上方的第一钝化层508以及设置在第一钝化层508上方的第二钝化层512。但是，显示区还包括设置在衬底500与栅极绝缘层504之间的栅金属层502’，栅金属层502’可以与非显示区的栅极信号线502同层同材料形成；设置在第一钝化层508与第二钝化层512之间的有源层514；位于有源层514两侧的源漏金属层506’，源漏金属层506’可以与非显示区的源漏极信号线506同层同材料形成；设置在栅极绝缘层504与第一钝化层508之间并且与源漏金属层506’连接的像素电极层516；以及设置在第二钝化层512上的触控电极518，触控电极518与非显示区的触控信号线510电气连接，以便将触控电极所感测到的触摸信号传递到分析芯片。在触控基板执行显示功能时，触控电极518可以被复用为公共电极，从而简化触控基板的结构。

有利地，触控电极518包括透明导电材料，并且第一钝化层508和第二钝化层512包括透明绝缘材料。触控电极518的材料包括透明金属、透明金属合金、透明金属氧化物、碳纳米管和石墨烯等。第一钝化层508和第二钝化层512的材料包括诸如氧化硅（sio2）、氮化硅（sinx）、氮氧化硅（sioxny）之类的无机材料，以及诸如树脂之类的有机材料。

本发明的实施例还提供了一种触摸屏，包括上述任一种触控基板。这样的触摸屏可以应用于各种显示装置，例如手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、电子纸等任何具有显示功能的产品或部件。

本发明实施例还提供了一种一种触控基板的制作方法，如图6所示，该制作方法包括在步骤s61处，形成显示区，以及在步骤s62处形成显示区外围的非显示区。形成非显示区的步骤s62包括以下子步骤：在子步骤s621处，在衬底上形成栅极信号线，栅极信号线在与栅极信号线的延伸方向垂直的方向上具有相对的第一侧和第二侧；在子步骤s622处，在栅极信号线上方形成与栅极信号线电气绝缘的源漏极信号线；在子步骤s623处，在源漏极信号线上方形成与源漏极信号线电气绝缘的触控信号线，使得触控信号线在衬底上的正投影分别与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影交叉，并且在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域，源漏极信号线在衬底的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影。

在示例性实施例中，形成栅极信号线的子步骤s621包括：在衬底上沉积栅金属层；在栅金属层上涂覆光致抗蚀剂，通过曝光和显影形成光致抗蚀剂图案；以及以光致抗蚀剂图案为掩模，通过湿法蚀刻在衬底上形成栅极信号线的图案。

在示例性实施例中，栅极信号线、源漏极信号线和触控信号线由铝或钼制成。

本发明实施例提供了一种触控基板及其制作方法、触摸屏。在这样的触控基板中，通过使得在触控信号线在衬底上的正投影与栅极信号线和源漏极信号线在衬底上的正投影的交叉区域中，源漏极信号线在衬底上的正投影至多覆盖栅极信号线的第一侧和第二侧中的一个在衬底上的正投影，能够降低触控信号线在该交叉区域与非交叉区域之间的段差，从而避免或至少减少触控信号线的交叉断线，改进触控基板的可靠性，而同时仍旧实现触控基板与上方基板之间的良好贴合。而且，降低段差有助于降低成膜工艺的难度和风险，减小布线由于爬坡引起的不良，例如布线的断路或者位于不同层的布线之间的短路。此外，小的段差有助于避免划伤以及与静电放电有关的不良，从而提高产品良率。

除非另外定义，否则本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域普通技术人员所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。需要注意的是，在不冲突的前提下，上述实施例中的特征可以任意组合使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域普通技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。